鋰電池?zé)崾Э販y(cè)試儀器簡(jiǎn)介

鋰電池?zé)崾Э販y(cè)試儀器可用于研究方形、軟包等大尺寸電芯以及小型模組等熱失控、熱蔓延機(jī)制。根據(jù)電池溫度變化，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)量熱腔溫度，通過消除電池與量熱腔之間的溫差實(shí)現(xiàn)電池絕熱。其具備電池?zé)崾Э?、絕熱溫升、充放電產(chǎn)熱、比熱容等測(cè)試模式，可精準(zhǔn)獲取電池充放電產(chǎn)熱和比熱容、熱失控起始溫度、最大熱失控速率、絕熱溫升特性、熱失控產(chǎn)氣量和產(chǎn)氣速率等參數(shù)，也可通過與氣相色譜、傅里葉紅外及質(zhì)譜等聯(lián)用獲取更多的熱失控產(chǎn)氣信息。儀器可為鋰電池及電池模組安全性能評(píng)估提供數(shù)據(jù)依據(jù)，為動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。

標(biāo)準(zhǔn)

USABC SAND99-0497、SAEJ2464-R2009、ASTME1981-98(2020)、GB/T36276-2023、UL9540A、UL1973、GB 38031-2020

鋰電池?zé)崾Э販y(cè)試儀器產(chǎn)品規(guī)格及技術(shù)參數(shù)

*其他尺寸接受定制

功能模式

選配功能

鋰電池?zé)崾Э販y(cè)試儀器旨在評(píng)估電池在條件下的安全性能，通過模擬過充、加熱、針刺等濫用條件，觀察電池的熱失控行為及系統(tǒng)響應(yīng)，其測(cè)試過程可分為準(zhǔn)備階段、試驗(yàn)階段、觀察記錄階段、評(píng)估分析階段，具體流程及關(guān)鍵要點(diǎn)如下：  

一、準(zhǔn)備階段  

樣品選擇與預(yù)處理  

選擇滿充電狀態(tài)的電池單體或模塊，確保其處于健康狀態(tài)（SOH>80%）。  

根據(jù)測(cè)試需求，對(duì)電池進(jìn)行預(yù)循環(huán)處理（如以恒定倍率充放電3次），使其狀態(tài)穩(wěn)定。  

記錄電池的初始質(zhì)量、電壓、內(nèi)阻等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。  

測(cè)試環(huán)境搭建  

設(shè)備準(zhǔn)備：配備加熱裝置（如加熱板、薄膜加熱片）、溫度傳感器（K型熱電偶）、電壓采集設(shè)備、數(shù)據(jù)記錄儀、絕熱加速量熱儀（ARC）等。  

環(huán)境控制：在恒溫箱或環(huán)境艙中模擬不同溫度條件（如25±5℃），確保測(cè)試環(huán)境穩(wěn)定。  

安全防護(hù)：在防爆箱內(nèi)進(jìn)行測(cè)試，配備滅火裝置、防爆閥、泄壓口等，防止測(cè)試過程中發(fā)生爆炸或火災(zāi)。  

測(cè)試方案制定  

明確測(cè)試目的（如評(píng)估熱失控觸發(fā)條件、傳播規(guī)律或安全防護(hù)措施有效性）。  

設(shè)計(jì)測(cè)試工況（如過充、加熱、針刺、短路等），并設(shè)定測(cè)試參數(shù)（如加熱功率、充電倍率、溫度閾值等）。  

規(guī)劃數(shù)據(jù)采集點(diǎn)（如電池表面溫度、電壓、內(nèi)部氣壓等），并確定采樣頻率（≥1Hz）。  

二、試驗(yàn)階段  

電池單體熱失控試驗(yàn)  

過充觸發(fā)：以1C或更高倍率的電流對(duì)電池持續(xù)充電，直至電池電壓超過安全閾值（如4.2V），觸發(fā)過充熱失控。  

加熱觸發(fā)：使用加熱裝置對(duì)電池表面進(jìn)行加熱，加熱功率根據(jù)測(cè)試需求調(diào)整（如從50W逐步增加至200W），直至電池溫度達(dá)到熱失控觸發(fā)點(diǎn)（如180-250℃）。  

針刺觸發(fā)：使用鋼針以一定速度（如10-30mm/s）刺入電池，造成內(nèi)部短路，觸發(fā)熱失控。  

電池包/系統(tǒng)熱擴(kuò)散試驗(yàn)  

改裝電池包：在電池包中選擇一個(gè)電池單體作為觸發(fā)熱失控的對(duì)象，安裝加熱裝置或針刺設(shè)備，并布置溫度、電壓、氣壓等傳感器。  

觸發(fā)熱失控：采用加熱、針刺或過充等方式觸發(fā)目標(biāo)電池單體熱失控，觀察熱量擴(kuò)散至其他單元的過程。  

系統(tǒng)響應(yīng)監(jiān)測(cè)：記錄電池包內(nèi)其他電池單體的溫度變化、電壓波動(dòng)及系統(tǒng)防護(hù)措施（如斷電、排氣、隔熱等）的響應(yīng)情況。  

三、觀察記錄階段  

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集  

記錄電池表面的溫度變化曲線、電壓變化曲線、內(nèi)部氣壓變化曲線等。  

使用紅外熱像儀捕捉電池表面溫度分布，生成熱圖序列。  

記錄測(cè)試過程中的視覺現(xiàn)象（如冒煙、起火、爆炸、外殼破裂等）。  

關(guān)鍵參數(shù)提取  

熱失控溫度：記錄電池表面達(dá)到的最高溫度（如350℃）及熱失控觸發(fā)溫度（如186℃）。  

溫升速率：計(jì)算電池在熱失控過程中的溫升速率（如dT/dt>3℃/s）。  

產(chǎn)氣量：通過氣壓傳感器或氣體收集裝置測(cè)量電池?zé)崾Э剡^程中產(chǎn)生的氣體量及產(chǎn)氣速率。